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1、摘 要目前PLC 己成为工业控制的标准设备,是自动控制系统的三大技术支柱之一, 在自动控制系统的应用中,可编程序控制器占据着举足轻重的地位。本次设计的内容是在西门子S7300系列编程软件及WinCC6.2编程环境下对水冲渣系统进行的编程设计及上位机控制画面设计。在熟练掌握S7300梯形图编程及特点和WinCC上位机编程的前提下，对该系统进行全面设计，反复试验。在WinCC画面窗口中显示出与PLC运行相一致的过程和结果，使抽象的程序一目了然地展现与眼前。本论文大致可分为四个部分：第一部分主要对水冲渣系统设计的相关知识做了介绍；第二部分介绍了PLC的基本组成和工作原理及PLC在自动化系统中的应用；
2、第三部分主要是对水冲渣系统图纸介绍及实验调研；最后一部分是水冲渣系统的软件叙述。本论文所设计软件可用于PLC和WinCC的模拟运行与学习，经进一步完善和扩充功能也可作为基于计算机平台控制技术的基础。关键词：PLC；WinCC；画面窗口AbstractAt present PLC has become the standard of industrial control equipment, automatic control system is one of the pillars of the three technology, the application in automatic co
3、ntrol system, PLC holds an important position.This design is the content of the Siemens S7300 series in programming software and wincc6.2 programming environment water cinder flushing system programming design and PC control screen design. In the master S7300 ladder-diagram programming and character
4、istics and WinCC PC programming, under the premise of the system overall design, repeated test. In the picture window shows WinCC is consistent with PLC operation of the process and result, make the abstract program clearly show and eyes.This paper is divided into four parts: the first part of main
5、water cinder flushing system design of the related knowledge are introduced; The second part introduces the basic composition of PLC and working principle and the application of PLC in automation system; The third part is mainly to the water cinder flushing system is introduced and the experimental
6、research drawings; The last part is the water cinder flushing system paper narrative.This paper design software can be used for simulation of the PLC and WinCC operation and study, the further improvement and extend the functionality can be used as a platform based on computer control technology fou
7、ndation.Key words: PLC; WinCC; Picture window目 录1 序言11.1 PLC的定义11.2 PLC的特点11.3 PLC的应用领域21.4 选题背景和意义31.5 本文主要研究对象和工作任务42 Step7编程软件介绍52.1 Step7编程软件简介52.2 Step7编程软件使用步骤52.2.1 建立新项目52.2.2 硬件组态92.2.3 编写程序122.2.4 调试运行143 WinCC组态软件介绍153.1 WinCC组态软件简介153.2 WinCC简单使用步骤154 水冲渣系统设计图纸174.1 设计系统过程控制流程图174.2 设计冲渣
8、水泵系统的PLC硬件结构图175 水冲渣系统设计185.1 PLC设计部分185.2 WinCC设计部分41结束语44参考文献45致 谢461 序言1.1 PLC的定义PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。1.2 PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关
9、键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。（2）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工
10、业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变
11、程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（5）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.3 PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。（1）开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。（2）模拟量控制在工业生产
12、过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。（3）运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。（4）过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完
13、成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。（5）数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，也可用于过程控制系统。（6）通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展
14、得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.4 选题背景和意义根据先前冲渣水泵处理系统存在的问题，分析了水渣颗粒度对系统的影响，改进了已有的工艺，并在大冶300m3高炉冲渣水泵房中使用。图1.1 高炉工艺流程图由上面的工艺流程可以看出，水冲渣是高炉冶炼日常作业必不可少的一道工艺，高炉冶炼对冲渣泵的要求很高，因为它是保证冶炼生产链正常运行的必要条件之一。在这个系列的水泵中，所有的磨损件都采用硬质高铬铸铁制成，从而提供安全磨损保护。冲渣系统设备运转的可靠性（安全运转）和经济性（效率高、电耗量小）具有十分重要的意义。随着计
15、算机控制技术的迅速发展,特别是以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)在工业控制过程的广泛应用,采用PLC取代继电器控制,实现冲渣水泵的控制,可使冶炼控制系统更安全可靠。1.5 本文主要研究对象和工作任务针对冲渣系统存在的问题，本文提出了基于PLC的高炉水冲渣系统的自动控制设计。自动控制系统的应用将使得冲渣系统的可靠性增强。整个工作流程通过软件编程来实现。极大的减少了工人的劳动强度。PLC通过监测和实时控制水泵机组的运行状态，实现现场水冲渣系统的遥测、遥控。设计拟实现的系统功能（1）PLC控制程序采用模块化结构，系统可按程序模块分段调试，分段运行。（2）系统根据水位和压力控制原则，自动实现水泵的轮换工作，延长了水泵的使用寿命。（3）系统具有通讯接口功能，实现遥测遥控功能。社会效益：利用PLC自动控制及运行参数自动检测，动态显示，并将数据传送到地面生产调度中心，进行实时监测及报警显示。系统通过触摸屏以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映系统工作状态及冲渣泵供水总管流量，净水环补水管流量，3个冲渣泵出水管压力等参数，并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换。该系统具有运行可靠、操作方便、自动化程度高等特点，并可节省水泵的运行费用。2 Step7编程软件介绍2.1 Step7编程软件简介STEP7是用于西门子SIMATIC可编程控
